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仿生电纺膜对骨损区骨再生与抗菌协同作用的研究

时间:2017-12-05作者:周雪峰点击:

为了提高口腔微环境骨损区骨再生能力,我们通过静电纺丝的制备方法, 制备了以PLGA/PCL (PP)为核,PLGA/PCL/chlorhexidine (PPC)与PLGA/PCL/β-TCP(PPβ)为壳的三层多功能梯度薄膜。MC3T3-E1与膜共培养14天,通过细胞的分化,增殖以及蛋白与基因表达来评价材料表面的生物学性能。β-TCP的掺杂引入,提高了复合膜的骨再生性能,而PPC作为抗菌层,有效抑制口腔内变形链球菌、金黄色葡萄球菌等细菌滋生对骨再生的影响。为骨组织再生提供了良好的修复环境。通过力学性能分析,中间PP层提升了三层复合材料的力学性能与稳定性。通过整合素的分析,发现相较于对照组,PPC-PP-PPβ膜与MC3T3-E1共培养12小时,具有较高的表达水平。通过碱性磷酸酶(ALP)与蛋白质免疫印迹(Western blot)分析,PPC-PP-PPβ材料具有较好的成骨性能。通过抗金黄色葡萄球菌与变形链球菌实验分析可得,chlorhexidine作为抑菌药物的引入,增强了材料的抗菌性能。研究结果表明多功能梯度膜促骨细胞生长机制包括(1)功能特异性:作为骨引导材料,β-TCP的掺杂引入,提高了可降解电纺膜的骨修复性能;同时,chlorhexidine作为抗菌试剂,增强了PPC层的抗菌性能;(2)结构的特异性:三维多孔结构,为骨细胞早期的黏附、增殖与分化提供了有利条件。PPC电纺膜表面致密性较强,孔隙较小,在牙槽嵴骨组织修复中,有力阻碍了结缔组织与牙龈组织对骨细胞再生的影响;PPβ电纺膜层的孔隙较大,为骨细胞早期黏附、增殖与分化提供了足够的空间结构。该工作由东南大学和南京医科大学章非敏教授团队(共同通讯)合作完成。文章已经在线发表ACS applied materials & interfaces,http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.7b14524。
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